毕业设计论文锥型件冲拉模的设计.doc

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1、摘 要本次的课题是锥型件冲拉模的设计。主要完成的工艺有落料、拉深、冲孔。为了更好保证零件的精度和提高生产效率，采用复合模进行加工。根据复合模的结构特点和技术要求对模具的零件的结构尺寸进行设计。本文中主要阐述各个部分的设计过程，根据零件的材料和成型特点决定设计的大体方案。采用复合模冲裁可减少模具和设备数量，生产率高，操作方便安全，便于实现冲压生产自动化，在大批量生产中效果显著。其各个工序是在同一个的工步位置上完成的，减少了定位引起的误差。冲裁模的设计为主要零件的设计与标准的选用、凸模长度的计算、凸模的固定、凹模刃口的设计、凹模的外形尺寸、定位零件的设计与标准的选择、其中包括：挡料零件、导料零件；

2、支承及夹持零件的设计及标准的选用， 其中包括上、下模座、 凸、凹模固定板、垫板、模柄、紧固零件螺钉和圆柱销的设计，材料的经济利用等。本次的设计主要侧重在，锥型拉深凸凹模的设计上。锥型凸凹模是本课题的关键，保证在拉深的过程中零件不会被拉裂起皱，采用锥型凹模的形式，可以有效的减少在拉深成型时底部承受的轴向力，防止底部的拉裂。同时采用压边圈，防止在拉深过程中零件起皱。关键词：凸模；凹模；定位零件；拉深；紧固零件。目 录引言11. 零件工艺性分析与工艺方案确定21.1 零件工艺性分析21.2 加工工艺方案设计21.2.1各种设计方案设想21.2.2确定工艺方案32. 模具结构设计42.1 复合模结构设

3、计42.2 冲裁件排样设计42.3 冲压力计算及冲压设备的选择82.3.1冲压力计算82.3.2 压边力和拉深力的计算102.4 模具工作零件设计122.4.1落料模结构设计122.4.2拉深模部分结构设计212.5 固定板的设计252.5.1凸模、凹模固定板的设计252.5.2垫板的设计262.6 卸料和压料装置设计262.6.1卸料板的类型和作用262.6.2卸料板确定272.6.3弹性元件的选用272.7 模架和支撑零件的确定282.7.1确定模柄282.7.2定位零件的设计292.7.3定件装置的设计292.7.4推件装置的设计292.7.5紧固零件确定302.8 模具闭合高度303

4、侧孔冲裁模设计314 模具零件材料的选择及加工工艺324.1 模具零件材料的选择与热处理324.2 主要零件的加工工艺设计334.2.1 复合模凸、凹模的加工工艺334.2.2 落料凸模固定板加工工艺过程344.2.3 模架的加工344.3 模具的装配354.4 经济性分析365 结论37谢 辞38参考文献39 第 40 页 共39页引言冲压是利用压力机和冲模对材料施加压力，使其分离或产生塑性变形，以获得一定形状和尺寸的制品的一种少、无切削加工工艺。通常该加工方法在常温下进行，主要用于金属板料成型加工，故又称冲压或者板料成型。冲压在大批量生产条件下，虽然设备和模具资金投入大，生产要求高，但与其

5、它加工方法（如锻造、铸造、焊接、机械切削加工等）相比较有很多优点：生产效率高，制品的再现性高，而且质量稳定；可以实现少、无切削加工。冲压件一般不需要经机械加工既可进行表面处理或直接用于装配产品。材料用率高。在节省原材料消耗的情况下，能获得强度高、刚度高、刚度好，重量轻的制品；能生产其它加工方法难以实现的复杂零件.普通压力机每分钟可以生产几十件冲压件，而且高速压力机每分钟可以生产几百甚至几千件，所以它是一种高效率的加工方法。冲压技术在机械、航空、汽车、电子、轻工、仪表和家电等工业部门生产中应用十分广泛。冲压工艺具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，在某些

6、领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效益、更新产品等方面具有重要作用。冲压加工的材料利用率较高，一般可达7085，冲压加工的能耗也较低，由于冲压生产具有节材、节能和高生产率等待点，所以冲压件成批量生产时，其成本比较低，经济效益较高。当然，冲压加工与其他加工方法一样，也有其自身的局限性，例如，冲模的结构比较复杂，模具价格又偏高。因此，对小批量、多品种生产时采用昂贵的冲模，经济上不合算。目前为了解决这方面的问题题，正在努力发展某些简易冲模，如聚氨南橡胶冲模、低合金冲模以及采用通用组合冲模、钢皮模等，同时也在进行冲压加工中心等新型设备与工艺的研究。1 零件工艺性

7、分析与工艺方案确定 冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺性分析和冲裁工艺方案确定。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序数和工时，使得模具结构简单且寿命长，能稳定地获得合格冲件，因而可以减小劳动量和冲件成本。劳动量和冲裁件成本是衡量冲裁工艺设计合理性的主要指标。1.1 零件工艺性分析 锥型件零件如图11所示，零件的材料为20钢，厚度1.5mm，批量生产。主要有拉深、底孔、侧孔等特征。需要通过落料、拉深、冲孔等工艺完成。由于此零件结构简单，制件的尺寸精度要求不高，如图（1）。如果采用单工序模生产，必须经过多次的定位，难易保证零件的合格性，生产效率低。因为多次定位将使得尺寸的波动性较大

8、，无法达到产品的设计和批量生产的要求。因此，考虑采用多工序的复合模。这样可以保证成品的尺寸精度，提供生产率，降低生产的成本。零件材料主要特征查表得：经退火后，抗剪强度=275392，抗拉强度b353500MPa，屈服强度s=245MPa，拉伸率s=26%,弹性模量E=206/103MPa，因此，取=330 MPa，b390 MPa。可以看出零件材料具有较高的弹性和良好的塑性，其可成形性性能较好。冲裁加工性能好，易于裁切和拉伸成形。 图 1（a） 零件图 （b）零件实体1.2 加工工艺方案设计1.2.1各种设计方案设想 根据零件的工艺性特点其加工方案初步设计有以下几种：方案一、利用落料、拉深、冲

9、孔复合模具进行加工，其加工工序为，首先通过冲裁落料的方法裁切出134mm的毛坯，然后利用拉深加工方法拉深成锥型，底面的20mm的侧可以通过冲孔工序进行加工。而侧面的两个5mm的小孔则是用一个单工序的简单模加工。方案二、利用几个单工序的简单模具进行加工。一副冲裁模进行落料加工出134mm的毛坯，用一副冲出20mm的底孔和5mm的两个侧孔，一副拉深模加工成锥形状。方案三、利用级近模加工方式进行加工，把落料、拉深、冲孔等加工方式，按一定的顺序进行排列，在一副模具中完成加工。方案四、此方案和第一种方案相似，但是侧孔的冲裁在拉深工序之前完成，也就是用一副模具就可以完成，其工序为落料、冲孔、拉深。1.2.

10、2确定工艺方案根据以上几种方案的特点进行确定合理的加工方案：第一种方案，通过一个整合的方式进行加工，把落料、拉深、冲孔的整合在一起。这样结构紧凑。不用多次定位，保证了零件的尺寸精度。将各个复合在一一次成形，这样提高了生产效率，材料的利用率也高，并且操作安全。而且不会影响拉深系数。但是结构比较复杂。第二种方案，把这个加工用几个简单的单工序模具进行加工，从而简化了模具的结构，方便制造模具，而且加工时模具冲压机的冲压力也较小。但是其缺点也很明显：由于分开加工需要几副模具进行加工，则需要多次进行定位，使得零件由于累计误差的影响，达不到设计的要求。并且用几个副模具进行加工使得操作不方便，生产率较低。第三

11、种方案，采用级近模的方法生产，在一副模具的不同工位，先冲出侧孔和中心底孔，然后落料，最后是拉深成形。其工艺性比前面两种都要好，但是精度不好控制，而且先冲出侧孔和底孔在拉深过程中较容易拉裂，造成零件损坏。由以上的分析可以看出，第二种方案的生成率低，第三种方案精度低生。经过综合分析显然第一种的方案更佳。因此选择第一种方案。2 模具结构设计模具结构的设计必须考虑到所加工零件的质量和技术要求，同时也要考虑到设备的条件和其生产批量的要求，并且要考虑成本。通常要求低成本的模具这样才会获得更大的效益。一般说来，单工序的简单模成本比复合模的要低，而复合模的造价要低于级近模的造价，并且精度和效率要高于级近模。此

12、次加工的，模具采用复合模加单工序冲孔模。2.1 复合模结构设计 （1）模具的组合类型根据零件的特征要求，复合模加工分为：落料、拉深、冲孔三个工序。（2）模具结构形式采用倒装式拉深复合模 （3）送料方式 为了降低生产成本，合理的安排生产，由于零件的厚度不是很大，可以用手工方式进行送料。 （4）定位方式 为了保证零件的成形精度，用导料板和挡料销对零件在加工的过程中进行定位。（5）卸料方式采用弹性卸料方式，因为弹性卸料既可以起到卸料的作用，又可以起到压板的作用，冲裁件平直度较高，质量较好。这样保证了拉深材料的平直性。 （6）出料方式 用打料装置将零件从凹模中，冲孔的废料在拉深凸模中的空心螺杆孔掉出，

13、若零件包在拉深凸模上则用顶件杆顶出。 （7）模架类型选择 模架模架选用标准模架。由于采用人工的送料方式，为了使操作更方便，选择后侧导柱模架GB/ 2851.1-1990。2.2 冲裁件排样设计（1）计算毛坯直径毛坯的大小主要取决于零件形状的大小。该零件是一个锥型的拉深件，因此必须由拉深件计算出毛坯的尺寸大小。毛坯尺寸的驱动方法有很多种，有等量法、等体积法、等面积法等。一般拉深件的毛坯尺寸仅用理论的方法确定并不是很准确，特别是一些复杂形状的拉深件，用理论方法确定是否困难，通常在已做好的拉深模中对已有理论分析初步确定的毛坯来试压、修改，直到工件合格后才将毛坯形状确定下来，再做落料模。在不变薄拉深件

14、中，一般按“毛坯的面积等于工件的面积”的面积法确定拉深件的毛坯尺寸。 根据锥型件的面积等于毛坯面积，由以下经验公式得： D坯 (2-1) 140mm （2）冲裁件的排样设计冲裁件在条料上的布置方法称为排样，其设计的内容包括选择排样方法、确定搭边数值、计算条料宽和步距、画出排样图。一、排样方法选择排样方法对材料的利用率、冲压的操作方式，以及模具结构都有非常大的影响。根据排样的特点，排样分为有废料排样法和无废料排样法。1.有废料排样法有废料排样法是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间都有工艺预料的存在，冲裁件分离轮廓封闭，冲裁件质量还、模具寿命长，但是材料的利用率较低。2少、无废料排样法少废

15、料排样法是只有在冲裁件与冲裁件之间或冲裁件与条料之间留有搭边，这种方法的冲裁件只沿着冲裁件的部分轮廓进行。材料的利用率可达到7090。 无废料排样翻是冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料之间均无搭边存在，这种怕有的冲裁件时间上是支接切断获得，多以材料的利用率可达8595。 虽然少、无废料排样材料的利用率高，且模具结构简单，所需的冲裁力小，但其应用范围有很大的局限性，既受到制件形状和结构现在，且由于条料宽度误差与送料误差均会影响制件尺寸而使尺寸精度下降，同时模具刃口是单面受力，磨损快，断面指控下降，此外制件的外轮廓毛刺方向也不一致。所以选择有废料排样法。如图2-1 图2-1 有废料排样图二、确定搭

16、边数值搭边是排样时冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料。如图2-2所示， 图2-2 排样图搭边 1搭边的作用（1）补偿条料的剪裁误差、送料步距误差，补偿由于条料与导料板之间由间隙所造成的送料歪斜误差。若没有搭边则可能出现制件缺角、缺边或尺寸超差等废品。（2）使凸、凹模刃口能沿着封闭轮廓线冲裁，受力平衡，合理间隙不易被破坏。模具寿命和制件断面都能提高。（3）对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，一保证条料的连续送进。2.搭边数值 搭边过大，浪费材料。搭边过小，起不到搭边作用。过小的搭边还可能被拉入凸、凹模之间的缝隙中，使模具刃口破坏。合理的搭边值就是保证冲

17、裁件质量，保证模具较长寿命，保证自动送料时不被拉弯、拉断条件下允许的最小值。搭边的合理值主要取决于板材的厚度t、材料种类、冲裁件大小、及冲裁件的轮廓形状等。一般来说，板材越厚，材料硬度越低，以及冲裁件尺寸越复杂，则合理搭边数也应越大。搭边值通常由经验确定，根据板材的厚度为t=1.5mm,由表可以查得图中a=2mm,a1=1.5mm。图2-3 搭边3送料步距条料在模具每次送进的距离称为送料步距（简称步距或进距）。没一个步距可以冲出一个制件，也可以冲裁几个部件。送料部件的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点制件的距离。每次只冲一个制件的步距的计算式： A=D+a1=140+1.5=141.5mm

18、(2-2) 式中：a1为冲裁件之间的搭边值。4条料宽度 为了准确送进条料，模具一般设有导向装置。当使用导料板导向而又无侧压装置时，在宽度方向也会产生送料误差。条料宽度B的值应保证在这两种误差的影响下，仍然保证在冲裁件与条料侧面之间有一定的搭边值a。其有两种形式的宽度计算： 导料板间有侧压装置时，条料宽度按以下公式计算 B=(D+2a+)0- (2-3) 式中: D为冲裁件与送料方向垂直的最大尺寸 a为冲裁件与条料侧边之间的搭边； 为板料剪裁市的下偏差(见表2.1)； 导料板间无侧压装置时，条料宽度按以下公式计算： B=(D+2a+2+b)0 （2-4） 式中：b为条料与导板之间的间隙（见表2.

19、2）表2.1 剪板机下料精度 mm板料厚度t宽度505010010015015022022030010020020030010010010.50.5158150.81158根据板料厚度t=1.5mm,a=2mm,查表2.1和2.2得，-0.6，b1，选用侧压的导料装置，条料宽度B为： B(D+2a+2+b)0（140+22+20.6+1）0-0.6146.20-0.6(mm)5条料剪裁的方法 冲裁用条料（带料）从板料或卷料上剪裁而得，有按三种形式：纵裁、横裁和斜裁。一般情况下纵裁材料利用率高，冲压时调换条料的次数少，尤其是卷料滚剪可为多工位连续自动提供带料。但有以下情况必须考虑横裁或斜裁。(1

20、) 手动送料时，板料纵裁后的条料太长（1500mm），冲压操作移动不太方便；(2) 手动送料时，板料纵裁后的条料太重（12kg）,工人劳动强度太大；(3) 板料（卷料）纵裁不能满足制件（如弯曲件）对轧制方向的要求(4) 横裁的材料利用率明显高于纵裁时。6材料利用率 材料利用率可用以下公式算出 S1/S0100%=S1/AB100% (2-5) 式中：S1为一个步距内制件的实际面积； S0 为一个步距内所需毛坯面积； A为送料步距； B为条料宽度。因此,S1/S0100%=S1/AB100% =(D2-d2)/（4136.5140.2）100 =3.14（1342-202）(4136.5140.

21、2) 100% =72.5%实际材料的利用率还应该考虑板料（卷料）剪裁时的剩余边料和条（带）料冲裁时的料头冲裁时的料头料尾的消耗，工厂常用以下经验公式估算： 0K 式中：0为材料的实际利用率； K为料头料尾等消耗系数。纵裁时K0.9，横裁时K=0.85，斜裁时K0.75。本方案采用纵裁的方式，因此，K0.9则，0K0.972.565.25。工厂中通常以每千克消耗的千克数为计量单位。可以用以下公式计算; G=(每张板料的质量/每张板料的可冲制件数) 1000 （2-6）2.3 冲压力计算及冲压设备的选择2.3.1冲压力计算1. 冲裁力计算由于冲裁加工复杂性和变形过程的瞬间性，使得建立十分精确的冲

22、裁力理论计算公式相对困难。通常说的冲裁力是指工作于凸模的最大抗力。如果视冲裁力为纯剪切变形，冲裁力可按以下公式计算： P1.3Lt （2-7） 式中: P为冲裁力； L为冲裁件剪切周边长度（mm）； t 为冲裁件的料厚（mm）； 为材料抗剪强度（MPa）；查设计手册一般情况下，材料11.3。为计算方便冲裁力也可以用以下公式计算： P=Lt1 （2-8）查表得材料的275392MPa取300MPa，冲裁时冲裁件受剪切周边长度由落料圆和底孔组成。因此 P（D坯+d孔）1.51.3300 3.14（140.8+20）1.51.3300 293904N2.卸料力、推件力和顶件力计算冲裁时材料在分离前存

23、在着弹性变形，一般情况下，冲裁后的弹性恢复使落料件/冲孔废料梗塞在凹模内，而板料/冲孔件则紧箍在凸模上。为了使冲裁工资继续进行，必须及时将紧箍在凸模上的板料/冲孔件卸下，将梗塞在凹模的落料/冲孔废料向下推出或向上顶出。从凸模上卸下板料/冲孔件所需的力称为卸料力P卸；从凹模内向下推出落料/废料所需的力称为推件力P推；从凸模内向上顶出落料件/冲孔废料所需的力称为P顶，如图所示 图2-4 卸件力、推件力和顶件力 在生产实践中，P卸、P推和P顶常用以下经验公式进行计算： P卸K卸P （2-9） P推nK推P （2-10） P顶K顶P （2-11） 式中：P为冲裁力； K卸为卸料力系数； K推为推件力系

24、数； K顶为推件力系数；n为梗塞在凹模内的冲件数（nh/t）；h为凹模直壁洞口的高度。冲裁时，所需的总冲裁力为冲裁力、卸料力、推件力和顶件力之和。但是这些力在选择压力机时是否需要考虑进去应根据不同的模具结构区别对待。 采用刚性卸料装置和下出料方式的总冲压力为： P总P+P推 (2-12)采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲裁力为： P总P+P推+P卸 (2-13) 采用弹性卸料装置和上出料方式的总冲裁力为： P总P+P推+P顶 (2-14)本设计采用弹性卸料装置和下出料方式，因此，其总冲压力为P总P+P推+P卸.经查表得K卸0.0250.06， K推0.05，取K卸0.03，则卸料力：P卸K卸P

25、0.03293904=8817.12 N推件力：P推nK推P0.05293904=14695.2 NP总P+P推+P卸=293904+8817.12+14695.2=317416.4N=31.7KN（3）压力中心的确定冲压力合力的作用点称为冲模的压力中心。模具的压力中心应尽量与压力机滑块的中心线重合。否则滑块工作时会受到偏心载荷作用而导致滑块导轨和模具的不正常磨损，降低模具寿命，还可能由于导向不准而影响冲压件的质量甚至损坏模具。在冲压力较大时尤其要注意。由于冲压零件是一个规则的圆形零件，因此，其压力中心在圆心部位。2.3.2 压边力和拉深力的计算为了合理选择冲压设备和设计模具，必须设计合理的压

26、边力和拉深力。压边力是为了防止起皱保证拉深过程顺利进行而施加的力，它的大小直接关系到拉深能否顺利进行。拉深力从广义上包括拉深力与拉深功两部分，拉深力与拉深功常用经验公式计算。一般概念上的拉深力是指峰值，理论计算复杂繁琐，实用行不良。生产实际中常用经验公式进行进似计算。（1） 压边力的大小要根据既不起皱又不拉裂这个原则，在试模中加以调整，设计压边装置时应考虑便于调节压边力。在生产中，压边力为压边面积乘以单位压边力，即PQ=Aq (2-15) 式中：PQ为压边力（N）； F为在压边圈下坯料的投影面积（mm2）; Q为单位压边力（MPa），可按表2.3选 20#钢为普通碳素钢t0.5mm，因此，由于

27、锥形拉深过程中悬空的面积较多，容易拉裂，应适当增加压边力，可选q=3.5MPa。毛坯在压边圈的投影面积A=（d3-d2）2/43.14（135-110）2/4452.16N压边力PQ=Aq452.163.51582.56N（2）拉深力计算 带凸缘锥形件拉深力经验计算公式和筒形件的拉深力经验公式相似，但是所取的经验值不一样： FdkbKF （ 2-16） 式中：dk为圆锥的最小直径； b为材料的抗拉强度； KF系数；查设计手册。查表得KF1.1，b390MPa，则 FdkbKF3.14501.139067353N一般单动压力机拉深时，压边力（弹性压边装置）与拉深力是同时产生的。所以，压力机将产生

28、的力为拉深力和压边力的总和，即 P0= F+PQ=67353+1582.5668935.56N68.9KN因此，总的冲压力为拉深力和冲裁力之和，则 P= P0+ P总=68.9+31.7=100.6KN当拉深行程较大，特别是采用落料拉深复合模时，不能简单地将落料力与拉深力叠加在一起选择压力机，而应确保冲压力行程曲线位于压力机许用负荷以下，否则很可能出现压路机超载损坏。为了选用方便，一般可按以下公式进行概略的估算： 浅拉深时 P（0.70.8）P0 （2-17） 深拉深时 P（0.50.6）P0 （2-18）式中：P为拉深力、压边力及其他变形总和； P0压力机的公称压力。本锥形零件的拉深为浅拉深

29、（稍后阐述）。因此，可得压力机的公称压力P0=P/（0.70.8）100.60.7143.7KN 根据压力机的公称压力选择J23系列开式可倾压力机，公称压力为250KN。因为拉深行程较冲裁行程要长很多，仅仅按拉深力进行设备的选择并不一定很保险。因为有时设备的吨位足够，但是拉深行程很长，设备具备的功不一定能满足拉深的要求。这样可能出现拉深时，压力机的行程速度减慢，甚至会损坏设备的电动机，为次还需对拉深功进行核算。理论上的拉深功是拉深力凸模行程曲线下的面积积分，精确计算同样繁琐。生产实践中，常将最大拉深力折算成平均力来计算，即Pm=(0.60.8)P，所以，拉深功 A=(0.60.8)Ph10-3

30、 (2-19) =0.668.93010-3=1.24 (KJ) 式中： A为拉深功（J）; P为最大拉深力（N）； h为拉深深度（凸模工作行程）（mm）.压力机电动机功率（KW）可按下式校核计算 PdnkA/(6000012) (2-20) 式中：k为不均衡系数，取1.21.4； n为压力机没分钟行程次数； 1为压力机效率，取0.60.8； 2为电动机效率，取0.90.95。 取k=1.2, 1=0.8, 2=0.9则 PdnkA/(6000012) 701.21.24（600000.80.95）2.5KW 经校核压力机的电机功率合适。2.4 模具工作零件设计 2.4.1落料模结构设计 1.

31、冲裁间隙的选择 冲裁间隙是指冲裁间隙是指冲裁模的凸模和凹模之间的双面间隙，如图2-1所示。冲裁间隙对冲裁件的尺寸精度也有一定影响。在冲裁过程中，当间隙适合时，板料的变形区在比较纯的剪切作用下分离；当间隙过大时，板料除受剪切外，还产生较大的拉深和弯曲变形；当间隙过小时，除剪切外还会受较大的挤压作用。因此，合理的间隙，冲孔件最接近凸模尺寸，落料件最接近凹模尺寸。 图2-5 冲裁间隙合理的间隙是保证模具寿命最主要的工艺参数。间隙过小时，使刃口侧面磨损增大，使得凸、凹模在冲裁较少的次数下即出现较大的磨损量，从而降低了模具的总使用寿命。过小的间隙还是引起凹模涨裂、啃坏等异常破坏的重要原因之一，这类异常破

32、坏对模具寿命的影响更大。当间隙过大时，同样会加剧凸、凹模的端面磨损，易引起模具崩刃，从而影响模具寿命。选择一个合理的冲裁间隙，可以获得冲裁件断面质量好、尺寸精度高、模具寿命长、冲裁力小的综合效果。该模具用查表法确定冲裁间隙。确定合理冲裁间隙的主要有理论法、查表法、和经验记忆法。 单边间隙用C 表示，双边间隙用Z表示。 圆形冲裁模双边间隙为 Z=D凹D凸式中： D凹冲裁模凹模直径尺寸，mm； D凸冲裁模凸模直径尺寸，mm。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常是选择一个适当的范围作为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。 由于模具在使用过程中会逐步磨损，设

33、计和制造新模具时应采用最小合理间隙。一般由查表法直接获取。2.模具工作部分尺寸计算冲裁模凸模和凹模工作部分的尺寸直接决定冲裁件的尺寸和凸凹模间隙的大小，是冲裁模上的最重要尺寸。模具刃口的尺寸精度是影响冲裁件尺寸的首要因素，模具的合理间隙值也是靠模具刃口尺寸及其公差保证。从生产实践中可以发现：(1) 由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都是带锥度的，且落料件的大端尺寸等于凹模的尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模的尺寸。(2) 在测量与使用中，落料件是以大端冲裁为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。(3) 冲裁时，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模愈摩愈小，凹模愈磨愈大，结果使间隙愈用愈

34、大。 由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时，需考虑下述原则：(1) 落料制件尺寸由凹模决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。(2) 考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料模时，凹模的基本尺寸应取工件公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件的尺寸公差范围内的较大尺寸。这样，在凸、凹模磨损得到一定程度的情况下，仍能冲出合格的零件。凸、凹模间隙则取最小合理间隙值。(3) 确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的精度要求。如果对刃口精度要求过高（即制造公差过小），则会使模具制造困难，增加成本，延长生产周

35、期；如刃口精度要求过低（即制造公差过大），则生产出来的零件可能不合格，或使模具的寿命降低。(1) 凹模尺寸计算.凹模洞口的类型常用凹模洞口的类型如2.6图所示。其中(a)、(b)、(c)型为直筒式刃口凹模。刃口强度高。制造方便、刃磨后洞口尺寸基本不变，对冲裁间隙无明显影响，适用于冲裁形状复杂、精度要求较高，以及厚度较大的零件。由于洞口内易于聚积零件或废料，因而推件力大。如果刃口周边有突变的尖角或有窄悬臂伸出，由于应力集中，在角部有可能产生胀裂，因此对凹模的强度带来不利的影响。同时，由于摩擦力增大，对孔壁的磨损增大，致使凹模寿命降低。图(a)、(c)型 一般用于复合模或上出件冲栽模。下出件模具多

36、采用(b)型或(a)型，图(d)、(e)型是锥筒式刃口凹模，它刃口锐利因不会聚积零件或废料摩擦力和胀裂力均较小，刃口磨损小使用寿命相对增长，但是刃口强度低。刃磨后尺寸略有增大故适于冲裁精度要求低、厚度较薄、尺寸较小、形状简单的下出料零件冲找。图(f)型适用于冲0.1mm以下的软材料，凹模硬度不高(HRC35-40)，故有软模之称。凸、凹模间隙靠钳工挤压斜面(2030）直到试模合格为止 凹模锥角角和刀口直壁高度h均与材料厚度有关。般取；mm。.凹模结构与固定方式用于冲孔落料的凹模，通常选用整体式结构。根据零件形状特点和工位数凹模外形多为矩形或圆形由于尺寸较大。采销钉和螺拴紧固在模座上。 冲小孔或

37、型孔易损的凹模为便于加工，易于更换和刃磨。可在整体凹模的局部或凹模固定板的指定位置，压入外形为圆柱形的整体镶块(镶套式凹模)。镶块与凹模固定板或整体式凹模采用H7/n6或H7/m6过渡配合。镶套式凹模的洞口若为异形孔，在压配结合缝处，加上动销，以防止冲压时发生转动。 图2-6 凹模洞口的类型表2.4 凹模有关参数被冲材料的厚度t/mm凹模直刃口高度t/mm0.556151300.51.5691521.53812202361016203612203.凸、凹模刃口尺寸设计计算（1）凸、凹刃口尺寸的计算原则 落料时因落料件光面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为

38、基础。又因落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增大，故凹模基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸。冲孔时因孔的光洁表面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应先确定凸模刃口尺寸，即以凸模刃口尺寸为基准。又冲孔的尺寸会随凸模刃口的磨损而减小，故凸模基本尺寸应取冲件孔尺寸公差范围内的较大尺寸。（2）凸、凹模刃口尺寸的计算方法凸、凹模刃口尺寸的计算与加工方法有关，基本上可以分为两类：凸、凹模分别加工法此法是指凸、凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸、凹模刃口尺寸及公差保证。其优点是凸、凹模具有互换性，便于成批制造。但受冲裁间隙的限制，要求凸、凹模的制造公差较小，主要适用于简单规则形状

39、的冲件。根据刃口尺寸计算原则，计算公式如下：落料 （2-21） （2-22）冲孔 （2-23） （2-24）式中： 、分别是落料凹模和凸模的基本尺寸； 、分别是冲孔凹模和凸模的基本尺寸； 冲孔件最小极限尺寸； 落料件最大极限尺寸； 冲裁件的公差； 、分别为凹模和凸模的制造公差； X磨损系数该方法需要先进行间隙校核，即只有满足，才可以用分别加工法。 凸、凹模单配加工法单配加工法是用凸模和凹模相互单配的方法来保证合理间隙的一种方法。此方法只需计算基准件（冲模时为凸模，落料时为凹模）基本尺寸和公差，另一件不需标注尺寸，仅注明“相应尺寸按凸模或（凹模）配作，保证双面间隙在ZminZmax之间”即可。与分别加工法相比较，单配加工法基准件的制造公差不再受间隙大小的限制，同时配合件的制造公差Zmax-Zmin，就可以保证获得合理间隙，所以模具制造更容易。在制件上，会同时存在三类不同性质的尺寸，需要区别对待。第一